小型雕刻机的机械部分设计
一．机构的传动原理圈及说明
1.总体结构
现在市面上流行的小型雕刻机工作台主要有两种。第一种如图1所示工作台只作Y方向的移动，而刀具作X方向和Z方向的移动。第二种则如图2所示工作台作X,Y方向的移动，而刀具只作Z方向的移动。
结构1的优点是制作容易，结构稳定。但由于工件随工作台移动，所以不能加工太重的工件，而且雕刻机尺寸不能太大。结构2虽然制作也较容易，然而稳定性要比结构1差很多。由于本次设计对机械部件结构的要求就是要小而轻便，加工工件的质量也是比较轻，因此选用结构1。
在该结构中，机械本体部分是雕刻机的骨架，有底座、立柱、工作台、机头和主轴组件等部分。在保证整个系统的机械刚性的前提下，为了简化设计的结构，减轻整机重量，缩短产品的设计和制造的周期，其主体框架采用铝合金制造，防护件用塑料件制造，用标准的紧固件和定位销连接。
图1
图2
2．进给运动方案
我们设计采用的雕刻方式是:雕刻刀具只做高速旋转和Z方向的进刀、退刀运动，而X-Y 工作台带动工件作X,Y方向的进给运动，这两个方向的基本运动方式如下:由步进电机的转动带动丝杠的转动，带动了工作台的移动，从而实现某个方向(X或Y方向)的进给运动。在X，Y方向上的导向件采用直线导轨，其导向精度可满足对工作台定位精度的要求。
3．雕刻机主运动方案
雕刻机主运动方案通常有两种方案:直接采用专用的雕刻头或采用直流电机带动主轴机构。专用的雕刻头的优点在这里不在复述，但必须配以与之配套的变频调速装置，价格相对昂贵。因此，从经济性的角度出发，经济型的雕刻机则不宜采用。由于直流电机具有以下特点:
(l)调速范围宽
其转子转速可在宽广的范围内连续调节并稳定运行。
(2)特性呈线性
不论机械特性还是调节特性都呈现良好的线性度。即在整个调节范围内，转速随转矩的变化关系或是转速随控制电压的变化关系都是线性的。
(3)快速反应
在输入控制信号的作用下，转子能迅速地反应动作，时间常数小。
故优先选用直流电机带动主轴机构的方案。直流电机通过弹性夹头直接与刀具连接。二．元件的选择
1．滚珠丝杠副的选择
本设计采用深圳市赛瑞德精工机械技术有限公司提供的G系列滚珠丝杠副（滚珠内循环固定反向器单螺母）。其具体性能指标如下表：
X，Y,Z轴的丝杠精度等级为4，螺纹长度分别为为300mm，350mm，150mm。丝杠总长分别为：375mm,425mm,225mm。
滚珠丝杠副轴头尺寸如下：
2．步进电机的选择
（1）铣削力的计算
当进行一般切削时产生的铣削力最大，因此只需计算此时的铣削力进行校核即可。取一般切削时：铣削深度a p=1mm,进给速度V f=1200mm/min,n=15000r/min。根据经验公式计算铣削力：
F=42.76a p V f0.75n-0.62=22.45N
（2）启动转矩的计算
对于4级精度的丝杠，η=0.85。已知P h=4mm,设丝杠上最大负载G为500N,静摩擦μ为0.2,根据经验公式计算启动力矩：
T=(F+μG) P h/(2Лη)×10－3＝0.0918N·M
（3）步进电机的选择
根据所需转矩,结合所查资料决定采用杭州日升电气设备有限公司的57BYG250C步进电机作为本次设计所需的驱动电机。
该电机的外观：
外形尺寸如下：
其中L=76mm 。
3．圆柱直线导轨的选择
选用浙江新亿特轴承有限公司的圆柱直线导轨（光轴）系列，其外观及结构如下图:
X,Y,Z三轴所需导轨长度分别为375mm,425mm,225mm。
4．联轴器的选择
选用广州菱科自动化设备有限公司的LK6系列联轴器YL1。外观如下图：
其结构如下图
基本参数如下表（mm）：
5．主轴电机的选择
主轴电机选用安阳莱必泰机械有限公司的雕刻机电主轴。
其外观及结构图如下：
其参数如下表：
分辨率：4/200=0.02(mm/step)
最高进给速度：5000*4/200=100(mm/s)
机械精度：16/300=0.053（mm）
三．总体效果图
以下是各轴执行机构安装效果图：
以下是一些成品的照片，本设计的工作台的最终形态基本上与这些成品相同。
摘要 随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体，它是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势。三维机械雕刻机是一种典型的机电一体化产品，在广告制作行业具有较大的市场前景。 本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。 本课题是在参考现有雕刻机的基础上，设计一种机构尺寸比较大的数控雕刻机，适应比较大的工艺品的雕刻加工。 关键字：雕刻机，数控系统，机电一体化，三维，插补法
Abstract Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，NC carer will be widely used.These technologies are widely used in Mechatronics, including mechanism, microelectronics，autocontrol, information, sensor and test,power and electron, interface, signal transform, software program. On the other hand, Mechatronics makes these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays. 3D- mechanical engraving plotter is a typical mechatronic product. It has a larger market prospect in the advertising industry. The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic. optimized 3D-mechanical engraving system is realized. This topic is based on the existing engraving machine to design a CNC engraving machines with a large body size, which adapted to the relatively large carving handicraft processing. Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, 3D，and interpolation arithmetic.
操作说明书
目录1.雕刻机控制软件（ncstudio）安装设置说明 (2) 2.精雕软件与诺诚转换软件 (7) 3.材料固定与加工 (8) 4.雕刻各种材料对刀具的选择 (13) 5.雕刻机控制系统注意事项 (14) 6.精雕软件做各种路径对刀具的选择 (15) 7.雕刻机各种刀具的雕刻速度 (16) 8.雕刻机常见故障与维护 (18) 一、NC控制PCI卡（维宏卡）的安装： 1．在配件箱里可以看到PCI卡、数据连接线 PCI卡的安装，安装位置如下图所示 2.软件安装。
（1）插入随机光盘，在光盘中找到Ncstudio安装包，双击解压。 （2）在解压后的文件夹中找到，双击运行，安装软件。 （3）安装驱动。安装完成后，不必重启计算机。 我的电脑右键→选择属性→系统属性里面选择硬件→选择设备管理器。 鼠标右击，选择扫描检测硬件改动（A） 弹出新硬件向导 搜索到PCI卡→默认点击下一步→自动安装PCI卡驱动→安装完成→NC可以正常使用! 3.雕刻机机床参数设置 （1）厂商参数参数设置。打开软件，点击系统参数→厂商参数输入口令NCSTUDIO.，进入参数设置界面。 根据您的机器来设置，如下来填写对应项！！！ 工作台行程起点（机械坐标）终点（机械）坐标X轴0毫米毫米 Y轴0毫米毫米 Z轴毫米0毫米对刀块厚度（）mm；固定对刀块坐标X（）Y（） 电机参数： X轴毫米/脉冲 Y轴毫米/脉冲 Z轴毫米/脉冲 Z轴最大速度（1000）毫米/分钟（2）加工参数设置，点击系统参数→加工参数。进入加工参数设置界面 勾选以下三项
适合您机器的速度为： 手动低速3000毫米/分钟 手动高速5000毫米/分钟 空程速度3000毫米/分钟 加工速度3000毫米/分钟 其余参数为默认设置即可！ 注：参数修改完成以后一定要点击应用！ 设置完成后机器通电后便可以移动了（注意Z轴要在安全高度，四周无障碍物， 避免碰撞！）！ 二、精雕软件与诺诚转换器 1.精雕软件： 解压光盘中的这个文件，然后打开文件夹，把发送到桌 面就可以直接使用了。无需安装。 2.诺诚转换器（维宏软件无法兼容精雕的ENG格式路径，所以要 用这个转换软件转换成nc代码，然后导入维宏软件，进行加工。） 解压光盘中的这个文件，然后打开文件夹 ，把发送到桌面就可以直接使用了。无需安装。 三、材料固定与加工。 1.首先把材料平整的放置在雕刻机工作台面上，用压板将材料固定好。
雕刻机常见问题及解决方法 关于雕刻机维修方面的技术资料以供维修参考：一：雕刻机一轴或三轴不走动或走动不正常 1：控制卡松动或故障。 2：相对应的轴的驱动器故障。 3：相对应的轴步进电机故障。 4：相对应的连轴器断列或松动。 5：相对应的丝杆断裂或丝杆螺母出现故障。6：相对应的轴的滑快出现故障。 7：驱动器细分数、电流、与软件中设置不一样。 二：雕刻机z轴失控 1：控制卡松动或故障。 2：静电干扰。 3：z轴马达线故障 4：文件路径有误 5：变频器干扰 6：电脑系统有问题或有病毒 7：操作失误 三：错误 1：控制卡松动或故障 2：驱动器故障 3：步进电机故障 4：静电干扰 5：马达线故障 6：数据线故障 7：路径有误 8：连轴器断裂或松动 9：加工速度太快 0：电脑系统问题或病毒 四：雕刻深浅不一 1：控制卡松动或故障 2：步近电机故障 3：驱动器故障或电流细分与软件设置不一致4；z轴马达线故障 5：主轴电机故障 6：变频器干扰或数据设置有误 7：静电干扰 8：电脑病毒或系统问题 五：乱刻 1：控制卡故障
2：变频器干扰 3：文件路径有误 4：静电干扰 5：软件设置有问题 6：驱动器故障或电流细分设置有误 7：数据线故障 8：电脑有病毒或系统问题 六：雕刻机洗底不平 1：主轴与台面不垂直。需校正 2：刀具有问题 3：控制卡有问题 七：雕刻机不能正常回机械原点 1：方向相反 2：控制卡故障或松动 3：限位开关或数据线故障 4：驱动器故障 5：步近电机故障 八：打开维宏软件出现乱码，如： （不知道什么语言，且打不开） 1：PCI 卡有没有拔过或者松了 2：有没有换过电脑或重装系统 3：硬件错误，更新硬件 九：圆柱雕刻机参数设计 工件周长（π*D直径）除以细分1600再乘以减速比1/10
还有一些参数由于用户平时不会涉及到，所以系统界面中没有列出，这样也避免了过于复杂的参数系统使用户感到困惑。
手动速度：包括手动高速速度和手动低速速度，这两个值用来控制用户在“点动” 模式下的运动速度。 手动低速速度是指只按下手动方向键时的运动速度； 手动高速速度是指同时按下“高速”键时的运动速度。 这两个值也可以在数控状态窗口中直接设定。参见 4.6节。 自动参数： 空程速度：G00 指令的运动速度； 加工速度：G01、G02、G03等加工指令的插补速度。 这两个值控制以自动方式运动时的速度，如果自动模式下的加工程序、或者MDI 指令中没有指定速度，就以这里设定的速度运动。 注意： 增量方式的运动速度是空程速度。
这两个值也可以在数控状态窗口中直接设定。参见 4.6节。 使用缺省速度：是否放弃加工程序中指定的速度，使用上面设臵的系统缺省速 度。 使用缺省转速：指示系统是否放弃加工程序中指定的主轴转速，使用人为设臵 的系统缺省转速。 速度自适应优化：是否允许系统根据加工工件的连接特性，对加工速度进行优 化。 IJK增量模式：圆心编程（IJK）是否为增量模式，某些后处理程序生成的圆弧编程使用的IJK值是增量值。关于这一点，请参考对应的后处理程序说明。 使用Ｚ向下刀速度：是否在Ｚ向垂直向下运动时，采用特定的速度落刀速度。 优化Ｚ向提刀速度：是否在Ｚ向垂直向上运动时，采用G00速度提刀。点)。 空程（G00）指令使用固定进给倍率100%：这个参数是一个选项。指示系统在执行空程指令时，是否忽略进给被率的影响。这样当改变倍率时，不影响空程 移动的速度。 暂停或者结束时，自动停止主轴（需要重新启动）：设定当一个加工程序中途暂停或加工结束后，是否自动停止主轴转动。 X轴镜像：设定X轴进行镜像。 Y轴镜像：设定Y轴进行镜像。 换刀位参数： 使用换刀位：如果希望在加工完成后自动回到某个位臵，请选择该选项。 其他换刀位参数只有在使用换刀位有效时，才起作用。 换刀位机械坐标X、Y、Z：设臵换刀位的机械坐标（注意：不是工件坐标！）。 退刀点参数： 退刀点：执行回工件原点、断点继续动作时，刀的上抬高度(相对工件原点)。 文件输入参数： 二维PLT加工深度：设定载入PLT文件加工时的刀具深度。 抬刀高度：设定PLT文件加工时的抬起刀具的高度。 PLT单位每毫米：设定PLT单位值。 Z轴反向：设定是否启用Z轴反向功能。本系统默认为Z轴向上为正。 旋转轴参数： Y轴是旋转轴：如果Y轴是旋转轴，选择该选项。 其他旋转轴参数只有在旋转轴有效时，才可以设臵：
1.对高度的定义 2.应根据不同的材质、雕刻内容、选择不同的刀具、主轴转速、进刀量等加工用量。 3.对雕刻编辑生成文件的要求： [1]雕刻文件为G代码，是本石材雕刻机的指令代码。 [2]为使雕刻自动识别文件，要求在文件的第一行有起始符“%”、在文件的最后有结束符“！”，作为工作开始和结束的命令。 [3]工作数据（加工精度）保留小数点后两位，即0.01mm。 [4]G代码含义：本石材雕刻机执行G代码中的G00、G01两种指令，即快速移动和移动指令。 [5]通讯、采用标准RS232串行通讯方式，波特率为19.2K。8位数据位，1位停止位，与主计算机的握手方式为DSR/DTR。 [6]石材雕刻机坐标原点与编辑软件原点的对照关系。 编辑软件中的0点，是雕刻机加工的原点。制作加工文件时，0点的位置直接影响工件的加工起始位置，应根据工件的形状确定便于定刀的位置作为加工文件的“0”点来完成编辑工作。 ◆石材雕刻刀 1.本设备可使用刀柄为直径为3.175mm到6mm的各种切割、雕刻、钻孔刀具。随机提供 3.175mm、6mm的两种弹簧夹头。 2.随机提供的刀具有：刀柄直径为 3.175mm、和6mm的刀具共10把，主要适合于硬木和塑料的雕刻、切割。雕刻切割金属、大理石、铜板材料的刀具需另外订货。 3.装刀：雕刻刀通过弹簧夹头安装在主轴下端。装刀时先在主轴锥孔中放入大小合适的弹簧夹头，再把刀具放入夹头的中孔，用随机的小扳手卡住主轴颈部的扁槽，使之不能转动，再用大扳手反时针方向旋转紧主轴螺丝母，把刀具上牢。 ◆材料和工件装夹 本设备加工的材料有：有机玻璃、双色板、大理石、硬橡胶、黄铜、紫 铜、硬铝、不锈钢等。加工双色板、有机玻璃等软质薄弱板材可用双面胶 带粘在随机所附的有机玻璃台面上。有机玻璃台面用螺丝固定在铝合金工作台面上。有机玻璃台面的表面可用大直径铣刀自行铣平。加工金属、大理石等硬质材料时，因切割力较大，为防止工件移动，工件应用T形螺丝和压板直接固定在铝合金工作台面上，加工图章之类高而窄的工件时，应在工作台上安装一个夹具，将工件夹紧在夹具中进行加工。 ◆设置
附录1外文翻译-原文部分 DXF File Identification with C# for CNC Engraving Machine System Huibin Yang, Juan Yan Abstract This paper researches the main technology of open CNC engraving machine,the DXF identification technology. Agraphic information extraction method is proposed. By this method,the graphic information in DXF file can be identified and transformed into bottom motion controller’s code. So the engraving machine can achieve trajectory tracking. Then the open CNC engraving machine system is developed with C#. At last, the method is validated on a three axes motion experiment platform. The result shows that this method can efficiently identify the graphic information including line, circle, arc etc. in DXF file and the CNC engraving machine can be controlled well. Keywords DXF, CNC Engraving Machine , GALIL,C# 1.Introduction With the development of pattern recognition techniques, modern CNC engraving machine needn’t be programmed manually. By importing graphics file, the corresponding shape will be engraved by the machine immediately. The operating process of the machine is simplified enormously, and the rich programming knowledge is no longer need for operators. Among them, DXF identification is a key technology of CNC engraving machine. By reading and recognition of the DXF file, the machining track can be directly generated, so the motion control of the CNC engraving machine can be achieved. 2. Research Status Researchers have done a lot of researches on how to contact CAD software to NC code. Omirou and Barouniproposed a series of machine codes, with which the advanced programming ability is integrated into the control of modern CNC milling machine system [1]. Kovacic and Brezocnik proposed the concept of which using the genetic algorithm to program the CNC machine based on the CAD model under manufacturing environment [2].But some problems are still existed in this kind of CNC programming (such as the artificial participation degree is higher and the efficiency is lower). The research direction of Chinese researchers mainly includes two aspects. One is the theoretical study of DXF file and NC machining, the other is the application of DXF file reading. ZhaiRui and Zhang Liang proposed a program structure, which is used to read data information of DXF file and do some preprocess based on the cross platform open source library DXF Lib by the analysis of DXF file structure characteristic [3]. Huang Jieqiong and Yuan Qun wrote the interface program to read the stored parts graphic information in DXF file by use of the object-oriented secondary development tools, Object ARX and C++, in the research of stamping parts machining. The stamping parts geometric model is automatically created by the automatic generation algorithm of closed contour [4]. 3. DXF File and Graphic Information Extraction
摘要 本次设计的题目是雕刻机的设计，本文运用大学所学的知识，提出了雕刻机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了雕刻机总的指导思想，从而得出了该雕刻机的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高产品的雕刻效率，减少人工投入等等起到了很大的作用的结论。 本次雕刻机的研制，是为解决我国家用机械的加工行业全部由人工手工作业劳动强度大、雕刻效率低而国内又没有适用专用雕刻机的难题。本文从加工机械设计的角度，阐述了该雕刻机研究开发的目的、雕刻机设计的依据、雕刻机作业的工作原理、雕刻机的总体结构设计和切片机构等关键零部件的设计和计算，并对该雕刻机的进一步完善设计提出了改进方案。 关键词：雕刻机强度开发方案
Abstract This design topic is the ice cutting machine design. In this paper, the use of university knowledge, sorbet profile cutting machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed sorbet profile cutting machine total guiding ideology, and concluded that the ice cream cutting machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the ice cream on the cutting efficiency and reduce labor input and so on plays a great role in the conclusion. The ice cream cutting machine is to traditional ice cream profile cutting machine working principle understanding, this sorbet section cutting machine composed of a machine frame, a feeding cake conveyor line, and pulling mechanism, cutting mechanism, gripper and a driving mechanism and so on. By manually placed in the water ice in the conveying line above the inside and by pulling and manipulator will sorbet and from sorbet pulls out, then quickly pulled out the ice cream stick into the ice cream stick recycling box. And the sorbet clamping to cutting conveying line above, when the cutting ice transmission line installed above the photoelectric sensor sorbet position and will pass in the control system to control the cutting mechanism decreased, thus for ice-cream for cutting. Then the ice cream with good cutting and cutting conveying line automatically into the collection box at the end of the conveyor line inside. Keywords:Cutting machine; Calibration; Driving mechanism; Recycling box
摘要 小型简易雕刻机设计 摘要 数控雕刻机是一种用于雕刻加工的机电一体化机床，它能加工的材料的范围非常广，既可以加工铜、铝等金属材料，又可以加工塑料、陶瓷、石材等非金属材料，因此被广泛应用于各行各业，具有非常广阔的市场前景。数控雕刻机的使用大大提高了雕刻加工的效率，给制造业的发展提供了动力。 数控雕刻机通过其控制系统来控制步进电机和电主轴运转，步进电机再通过联轴器带动丝杠转动，丝杠再带动丝杠螺母及与其固定的各部件做直线进给运动，同时电主轴再带动刀具回转，从而实现雕刻机在X、Y、Z三个方向上的雕刻加工。 本设计采用步进电机作为各向进给运动的驱动电机，较伺服电机其控制更简单，成本更低。采用滚珠丝杠螺母副和弹性联轴器作为主要传动部件，较齿轮传动其平稳性更好、结构更紧凑，加工精度更容易保证。采用直线滚动导轨作为导向部件，较真线滑动导轨其摩擦系数更小、定位精度更高、寿命更长且不易出现爬行现象。 本设计的预期目的是通过设计来实现对基于单片机控制的数控雕刻机进行三轴联动控制，通过对数控雕刻机的机械系统的总体设计、机械系统主要零部件的设计以及控制系统的设计，最终使所设计的数控雕刻机能够完成在X、Y、Z三个方向上的雕刻加工，达到了预期目的。 关键词：雕刻机；数控机床；设计 I
The Design Of Small Simple Engraving Machine Abstract CNC engraving machine is a mechatronics machine tool used for carving processing, it can be processed materials range is very wide, can be processing copper, aluminum and other metal materials, and processing non-metallic materials such as plastic, ceramic, stone, therefore they are widely used in all walks of life, has very broad market prospects. The use of CNC engraving machine greatly improve the efficiency of the carving process, provided the impetus to the development of manufacturing industry. CNC engraving machine, through its control system to control the step motor and electric spindle, stepper motor through coupling drive screw rotation, again lead screw drive screw nut and its fixed parts do linear feed movement, motorized spindle drive tool rotary again at the same time, so as to realize engraving machine in X, Y, Z three directions of carving processing. This design adopts stepper motor to feed movement as the drive motor, servo motor control is more simple, the cost is lower. The ball screw nut pair and elastic coupling as the main transmission parts, gear drive its better stability, structure is more compact, more easy to guarantee machining accuracy. With linear rolling guide as guide parts, truer line slide guide its smaller friction coefficient, positioning accuracy is higher, longer life and not easy to appear the crawling phenomenon. The expected purpose of this design is implemented through the design of CNC engraving machine based on single chip microcomputer control the three axes linkage control, based on the general design of the CNC engraving machine mechanical system, the design of the main components of mechanical system and the design of the control system, finally make the design of the CNC engraving machine can complete in X, Y, Z three directions of carving processing, to achieve the intended purpose. Key words: engraving machine; CNC machine tools; desig II
激光雕刻机 说 明 书 浙江圣石激光科技股份有限公司
第一章性能特点 该激光雕刻机是我公司推出的集计算机、激光技术、自动控制及精密机械于一体的高科技产品。广泛应用于印刷业制版、广告、服装裁剪、皮革、电子、工艺品等非金属加工行业。 一、主要特点： 1、用先进的激光替代传统的机械刻刀,与人工或机械雕刻机相比，换成激光雕刻机的优点很多，概括起来主要有： （1）无需任何夹具，工件只需放置在台面上就可开始工作，方便快捷。 （2）材料的软硬无特殊要求，应用范围较广。 （3）雕刻质量上乘，图案立体感强。 （4）工作效率成倍提高。 （5）网点扫描效果突出。 2、技术先进、性能稳定的控制板卡 圣石激光雕刻机采用的是运用国内先进的专业数控技术，开发出的性能更为稳定、先进的主板，它采用驱动器电路控制的步进电机运行速度更快更平稳，精度更高。 3、机器操作界面友好，操作起来得心应手。 4、全封闭的造型，使得机器美观大方，工作安全舒适。 二、应用领域 激光雕刻机的应用领域很广，主要应用于：工艺美术装璜广告业本机可以雕刻各种非金属材料（密度板、竹木制品；双色板、布料；亚克力、皮革；玻璃、玉石、有机玻璃、水晶、大理石等）。 安装说明 客户收到选购的机器，打开包装箱取出机器后，应仔细和我公司技术员核对配件，查看有关配置是否齐全，然后严格按下列步骤进行安装。 第一节总体安装 1、先检查激光管有无破损以及各部件是否有松动现象。 2、安装排气装置，将排气管接在排气扇上，另一头安装在室外，排气扇与室 外出风口的最大距离为2米。如受当地环境所致，排气管道延伸过长则需另行配置抽风设备。
3、接牢地线（见机后接地部位，接地电阻应≤4欧姆）。 4、检查220V供电线路有无线路老化，接插头松动、接触不良等现象，220V 交流电压是否正常，必要时须用专用供电线路以及稳压电源（功率≥3000W）。 注：不可将零线与地线相连 5、本机采用外置式潜水泵循环供水冷却装置，用户须自备加盖水桶，雕刻机 与潜水泵的高度差应不大于0.5米，冷却循环水必须干净、无尘、无垢。 6、循环冷却水的水温应5-25℃，否则影响雕刻深度。高寒地区应保证激光管 内无结冰堵塞现象，否则激光管会炸裂。最好在夜间停止工作时，排干循环水路及激光管中的剩水，以防造成冻裂。 7、若发现激光管出现缺水的现象，应立即关机停止工作，切断水泵电源，并 至少停机半小时以上，等待激光管自然冷却后，方可供水开始工作，若立即供水，激光管会炸裂。 8、接通潜水泵，冷却水应正常循环，冷却水路应无堵塞滴漏现象。 第二节接口连接方法 电源线：与220V供电相连接。 通讯线：将USB线连接到电脑的USB通讯口上,将加密狗插到电脑的USB口上。 第三节机器调试 一、安装激光管 1.把激光机后面的激光管护照拆开，激光机的左护照的门打开。 2.将冷水机或(水泵)、气泵取出,将配件焊锡丝和高压胶带取出。 3.从激光管纸盒中取出激光管(激光管是玻璃制品一定要轻拿轻放)，激光管 分出光端（有出光孔为前段）和尾端（没有出光孔和带螺旋玻璃为尾端）。 把激光管放入机器后端的半圆型激光管固定座上,并用另外的一个半圆片 加胶皮将其固定。激光管的前端到第一反光镜的距离在5~20mm之间，尾端 不要超出激光机。现在应注意把激光管前端的出水孔调整到向上（保证激 光管内水是满的，不要有气泡）。激光管可以前后、上下移动调整光路。在 把激光管尾端的进水管、前端的出水管分别和激光管连接. 4.把激光管尾端的高压线、前端的地线用电烙铁分别和激光管焊接牢固（焊 接时间不要停流过长）。在分别用高压胶带缠牢固，以免打火损坏激光管。 5.把冷水机（或水泵)里装满水,冷水机的出水管接在激光机的进水管上,进水 管接在激光机的出水管上或(将水泵的出水管接在激光机的进水管上放在 有水的水桶里,水桶里的水必须高过水泵10CM，大概20KG以上），激光机 的出水管直接放入水桶中.气泵接好。把冷水机或(水泵)通电后看激光管循 环水是否正常（激光管从后端进水前端出水），激光管里有没有气泡，如果 有气泡可以转动激光管。
摘要 当今世界，现代化工业技术飞速发展，日新月异。在机械制造领域，人们对于机械零件加工的质量、精度和效率等的要求也越来越高。因此，对于加工零件所需要的机床的跟新换代也与日俱增。在此趋势的推动下，数控机床的结构优化改造设计变得非常重大。大批的数控机床正如雨后春笋般进军机械制造业。比如数控雕刻机在模具加工、PCB电路板以及广告招牌等领域发挥着重要作用。 本文主要调查和研究了定梁式数控雕刻机在国内外发展状况以及其在未来制造业的前景，并对数控雕刻机的结构做了研究和优化设计，主要包含了数控机床的总体布局方案设计、机床主传动系统设计、（电主轴或电机直联传动结构）、机床进给运动系统（导轨及滚珠丝杠）的结构设计、相关滚珠丝杠的计算选型及校核、轴承和电机的计算及选型，最后利用CAD绘图软件绘制了机床的总装配图、部分零件图及相关结构示意图。 关键词：数控雕刻机；电主轴；导轨；滚珠丝杠；
Abstract In today's world, modern industrial technology are rapidly developing with each passing day. In the field of machinery manufacturing, people are increasingly high requirements for the quality, accuracy and efficiency of the machine parts. Therefore, for a machine with a new generation of machined parts is also increasing. In this trend, driven by CNC machine tools transform the structure optimization design becomes very significant. A large number of CNC machine tools just mushroomed into the machinery manufacturing industry. Such as CNC engraving machine plays an important role in the field of mold, PCB circuit board, and advertising signs. In this paper, surveys and studies have been done of the fixed beam CNC engraving machine CNC machine tools development at home and abroad as well as its outlook for manufacturing in the future, and the structure of the CNC machine to do the research and design optimization, the overall layout design machine main drive system design (the electric spindle or motor directly connected to the transmission structure), machine tool feed motion systems (rail and ball screw) structural design, the ball screw calculation of selection and check the bearing and motor the calculation and selection, and finally the use of CAD drawing software to draw the general assembly drawing of the machine, some parts diagram and structure diagram. Key words: CNC engraving and milling machine；spindle；rail；ball screw
一种迷你数控雕刻机系统的设计方案 来源：中电网 [导读]为了实现对迷你数控雕刻机的控制，本文提出了一种基于ATmega128的迷你数控雕刻机系统设计方案，并完成系统了的硬件电路设计和软件设计。该系统的硬件电路设计部分主要是电源电压转换电路以及以ATmega128单片机为主控芯片的控制主板与各模块相连电路；软件设计部分主要是利用AVR Studio开发环境编程，实现ATmega128单片机对步进电机、主轴电机、超声波传感器等部件的控制以及实现与PC机握手。重点设计了利用键盘操作板对雕刻头的初步定位系统。实际应用表明，该系统具有操作简便、安全可靠等特点，达到了设计要求。 关键词：ATmega128单片机 0 引言 随着艺术模型、机械加工、工装模具等产业的飞速发展，对加工设备提出的要求越来越高，雕刻机作为上述产业的重要组成部分也发生了快速的发展。 目前，传统雕刻机体积大、操作复杂、售价高。不仅需要专门的计算机搭载专门的软件，还需要专业操作人员进行控制，而且传统雕刻机主要用于批量生产，对于一些雕刻机爱好者和模具设计师想利用雕刻机雕刻单件自己设计的作品，传统雕刻机专业性强，费用高，不切实际。此外，一些传统的雕刻机使用之前需要人工通过转动三轴方向的手轮对雕刻头进行初步定位，精度、效率低。还有一些高端雕刻机采用软件对雕刻头初步定位，但是设备昂贵。 鉴于此，精心设计了一种迷你数控雕刻机系统。该系统不仅操作简单、方便，而且雕刻头初步定位精度精确、效率高。 1 系统的总体设计 为满足该迷你数控雕刻机系统能够在非黑色金属材料上完成图案、文字的雕刻加工需求。设计了一款以ATmega128单片机为主控芯片的雕刻机系统，该系统包括步进电机驱动器模块、LCD12864液晶显示模块、键盘操作板模块、ATmega128单片机最小系统模块、超声波传感器、电源、串口通讯模块等几部分组成。 系统结构框图如图1所示。
大型数控加工中心 使用说明
北京正天恒业数控有限公司
目录 自动换刀雕刻机的使用说明 (4) 自动换刀雕刻机新代系统常用参数设定表 (15) 使用GHOST 制作系统卡（DOS） (18)
自动换刀雕刻机的使用说明 以下为工作步骤： 1.把主控制箱的总开关扳到ON状态，此时控制箱红色电源指示灯亮。 2.按下控制箱面板的驱动器电源绿色按钮、变频器电源绿色按钮，使其处于上电状态。检查气路压力要达到6bar，气缸吸合，除尘毛刷气缸处于行程的上部。 3.SYNTEC控制系统上电，进入界面后，提示：X、Y、Z轴尚未回机械原点。 如下操作完成回机械原点： 先按（键左上角灯亮），再按、、，此时雕刻机的XYZ方向往设定的机械坐标零点位置移动，直到面板界面里边机械坐标各轴都显示0，证明回机械原点动作完成，X回到最左边，Y回到最前面，Z上升到顶部。如下图：
回机械原点时出现问题处理方法： 故障现象：回机械原点方向反。原因是限位感应器始终处于触发状态，检查感应器触发信号。 4.把要使用的刀具安装到刀具夹头内，并用手放到刀具库中：如下图 刀具排列的循序为左边是第一把刀（系统默认为T1), 以此类推。 从左到右依次为T1, T2,T3, T4, T5, T6, T7, T8.
如下图： 放上加工材料，按下开启真空吸附泵的绿色按钮吸附住材料，按下开启吸尘泵绿色按钮。5. 加工开始之前需要设定机器的X Y Z 三轴的工作原点（工件原点）： 先手动将刀具头装上主轴（一般是程序中的第一把刀），按（键左上角灯亮），再通过按X+, X-，Y+, Y-,Z+ Z- ，如图 把机头移动到雕刻物件的左下角，既该图案路径的零点位置。精确定位 需要用手轮时，操作如下，先按下灯亮，手轮模式已启动。通过手轮进行精确定位，主轴运行到加工物件的左下角的状态。 在系统控制器当前界面，如下操作→（Position）→（Workpiece Coor）→移
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题的研究意义 (1) 1.2 雕刻机的应用及发展 (1) 1.2.1 雕刻机的应用 (1) 1.2.2 国内外发展与现状 (2) 1.3 课题研究的主要内容 (3) 1.3.1 实验平台简介 (3) 2方案选择 (4) 2.1三轴驱动方案选择 (4) 2.1.1直流驱动 (4) 2.1.2 交流伺服驱动 (5) 2.1.3 步进驱动 (5) 2.2 控制器的选择 (6) 2.3限位开关 (7) 3硬件电路设计 (9) 3.1主电路设计 (9) 3.1.1步进电机及步进驱动器 (9) 3.1.2 主轴及变频驱动 (9) 3.2控制电路设计 (11) 3.2.1控制要求 (11) 3.2.2 步进电机驱动器 (12) 3.2.3 PLC选型 (14) 3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16) 4软件设计 (18) 4.1 PTO/POS配置 (18) 4.1.1 PTO配置 (18) 4.1.2 PTO/PWM组件 (31) 4.2主程序 (32) 5总结 (35) 致谢 (35)
基于PLC的雕刻机控制系统设计 摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。 本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。 关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠 ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects. This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications. Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft